miniatura|Reacción de metilación do mercurio baixo a luz solar. miniatura|Estruturas dos dous tipos principais de complexos formados por metilmercurio. X− = anión, L = base de Lewis neutra. O metilmercurio é un catión organometálico coa fórmula . É o composto de organomercurio máis simple. O metilmercurio é extremadamene tóxico e os seus derivados son a maior fonte de mercurio orgánico para os humanos. É un tóxico ambiental bioacumulativo cunha vida media de eliminación de 50 días no sangue humano. Os sales de metilmercurio xunto co dimetilmercurio son os axentes causantes da tristemente célebre enfermidade de Minamata.
O metilmercurio desígnase na Unión Europea como "substancia perigosa prioritaria" de acordo coa Directiva sobre Estándares de Calidade Ambiental (Directiva 2013/39/EU).
O proceso por medio do que se crea o metilmercurio denomínase metilación do mercurio.
Estrutura e química O termo "metilmercurio" é, en realidade, unha abreviación do hipotético "catión metilmercurio", ás veces escrito catión metilmercurio(1+) ou catión metilmercurio(II). Este grupo funcional está composto por un grupo metilo ligado a un átomo de mercurio. A súa fórmula química é (ás veces escrita ). O composto metilmercurio ten unha carga global de +1, co Hg no estado de oxidación +2. O metilmercurio aparece como substituínte en moitos complexos do tipo (L = base de Lewis) e MeHgX (X = anión).
Como ión cargado positivamente que é, combinase doadamente con anións como o cloruro (), hidróxido () e nitrato (). Ten unha especial afinidade polos anións que conteñen xofre, especialmente tiois (). Os tiois xéranse cando o aminoácido cisteína e o péptido glutatión forman fortes complexos co metilmercurio:
Fontes Fontes ambientais
miniatura|Estrutura do complexo de metilmercurio e cisteína. Código de cores: azul escuro = Hg, amarelo = S. O metilmercurio fórmase a partir do mercurio inorgánico pola acción de microbios que viven nos sistemas acuáticos, como lagos, ríos, zonas húmidas, sedimentos, solos e no océano aberto. Esta produción de metilmercurio atribuíuse principalmente a bacterias anaerobias dos sedimentos. As bacterias con capacidade de metilar o mercurio son principalmente as bacterias redutoras de sulfato (BRS), bacteras redutoras de ferro (BRFe) e metanóxenas. As concentracións significativas de metilmercurio na columna de auga oceánica están fortemente asociadas con nutrientes e remineralización de materia orgánica, o que indica que a remineralización pode contribuír á produción de metilmercurio. Tamén se fixeron medidas directas da produción de metilmercurio usando isótopos do mercurio estables en augas mariñas, e o incremento da fusión do xeo estaba asociada con altos niveis, pero os microbios implicados aínda non se coñecen. Detectouse un incremento das concentacións de metilmercurio nas augas e nos peixes despois do asolagamento de solos asociado coa creación de encoros (por exemplo, para a xeración de enerxía hidroeléctrica) e en zonas húmidas de termokarst que se forman despois da fusión do permafrost.
Hai varias fontes de mercurio inorgánico que poden contribuír indirectamente á produción de metilmercurio por microbios do ambiente. As fontes naturais de mercurio liberado á atmosfera son os volcáns, incendios forestais, volatilización do océano e a meteorización de rochas que conteñen mercurio.Tewalt, S. J.; Bragg, L. J.; Finkelman, R. B., 2005, Mercury in U.S. coal -- Abundance, distribution, and modes of occurrence, U.S. Geological Survey Fact Sheet 095-01. Access-date=12 de aneiro de 2006. As fontes antropoxénicas de mercurio son a queima de lixo que contén mercurio inorgánico e a queima de combustibles fósiles, especialmente carbón. Aínda que o mercurio inorgánico é só un constituínte traza de ditos combustibles, a grande escala da súa combustión en usos públicos, e caldeiras comerciais/industriais supón unha gran cantidade, que só, por exemplo, nos Estados Unidos libera unhas 73 toneladas métricas de mercurio elemental á atmosfera terrestre cada ano, dun total de emisións de mercurio antropoxénicas nos Esados Unidos de 144 toneladas métricas/ano.U. S. Environmental Protection Agency, 1997, "Mercury study report to congress, Volume II: An inventory of anthropogenic mercury emissions in the United States" , table ES-3, sum of Utility boilers and Commercial/industrial boilers. Report: EPA-452/R-97-004.
Experimentos nun ecosistema completo en IISD-ELA en Ontario, Canadá, mostraron que o mercurio que caeu directamente nun lago tivo efectos máis rápidos sobre os ecosistemas acuáticos comparado co mercurio que caía na terra que o rodeaba. Este mercurio inorgánico convértese en metilmercurio polas bacterias. Adicionáronse aos lagos, zonas húmidas e terras altas diferentes isótopos estables de mercurio, simulando a chuvia e despois analizáronse as concentacións de mercurio en peixes para encontrar a súa fonte. O mercurio aplicado atopouse dous meses despois en exemplares de Perca flavescens de menos dun ano de idade, mentres que o mercurio aplicado a zonas húmidas e terras altas tiña un influxo máis lento pero máis longo.
Pode producirse un envelenamento agudo por metilmercurio directamente pola liberación de metilmercurio no ambiente ou indirectamente pola liberación de mercurio inorgánico que é despois metilado no medio ambiente. Por exemplo, o envelenamento por metilmercurio ocorrido en Grassy Narrows en Ontario, Canadá (ver enfermidade de Minamata en Ontario), como resultado do mercurio liberado do proceso Chloralkali das celas de mercurio, que usa mercurio líquido como un eléctrodo nun proceso que supón a descomposición electrolítica da salmoira, seguido da metilación do mercurio no ambiente acuático. Unha traxedia de envelenamento de metilmercurio aguda ocorreu tamén en Minamata, Xapón, despois da liberación de metilmercurio na baía de Minamata e os seus ríos tributarios (ver enfermidade de Minamata). No caso de Ontario, o mercurio inorgánico vertido no ambiente foi metilado no ambiente; mentres que, en Minamata, Xapón, houbo unha vertedura industrial directa de metilmercurio.
Fontes dietarias Como o metilmercurio se forma en ambienres cuáticos e os organismos non poden eliminalo con facilidade dos seus corpos, é un produto que se biomagnifica nas cadeas tróficas acuáticas desde as bacterias, ao plancto, macroinvertebrados, peixes herbívoros e aos peixes piscívoros (peixes que comen peixes).reviewed in Wiener, J.G., Krabbenhoft, D.P., Heinz, G.H., and Scheuhammer, A.M., 2003, "Ecotoxicology of mercury", Chapter 16 in Hoffman, D.J., B.A. Rattner, G.A. Burton, Jr., and J. Cairns, Jr., eds., Handbook of Ecotoxicology, 2nd edition.: Boca Raton, FL: CRC Press, p. 409–463. En cada elo da cadea trófica, a concentración de metilmercurio no organismo increméntase. A concentración de metilmercurio nos predadores de nivel superior da cadea trófica acuática pode chegar a ser un millón de veces maior que o nivel que hai na auga. Isto débese a que o metilmercurio ten unha vida media duns 72 días nos organismos acuáticos, o que resulta na súa bioacumulación nesas cadeas tróficas. Os organismos, incluíndo os humanos, aves piscívoras, mamíferos piscívoros como as lontras mariñas e cetáceos (por exemplo, baleas e golfiños) que consomen peixes na parte superior da cadea trófica acuática reciben o metilmercurio que se acumulou por este proceso, xunto coas toxinas do seu hábitat. Os peixes e outras especies acuáticas son a principal fonte de exposición ao metilmercurio dos humanos.
A concentración de mercurio nun peixe dado depende da especie do peixe, da súa idade e tamaño e o tipo de corpo de auga no que se atopou. En xeral, os peixes que comen outros peixes, como os tiburóns, peixes espada, marlín, as especies máis grandes de atún, Sander vitreus, Micropterus nigricans e lucio, teñen niveis de metilmercurio máis altos que os peixes herbívoros ou que os peixes máis pequenos, como tilapias e arenques.Mercury Levels in Commercial Fish and Shellfish Consultado o 25 de marzo de 2009.What You Need to Know about Mercury in Fish and Shellfish Consultado o 25 de marzo de 2009. Dentro dunha determinada especie de peixe, os exemplares máis vellos e grandes teñen maiores niveis de metilmercurio que os máis pequenos. Os peixes que se desenvolven en corpos de auga que son máis ácidos tamén tenden a ter maiores niveis de metilmercurio.
Efectos biolóxicos Efectos sobre a saúde humana
O metilmercurio inxerido é absorbido doadamente e de forma completa polo tracto gastrointestinal. Principalmente, encóntranse formando un complexo co aminoácido cisteína libre e con proteínas e péptidos que conteñan ese aminoácido. O complexo metilmercúrico-cisteinil é recoñecido por proteínas que transportan aminoácidos polo corpo como se fose metionina, outro aminoácido esencial. Debido a este mimetismo coa metionina, transpórtase libremente polo corpo incluíndo tamén a través da barreira hematoencefálica e a través da placenta, onde o feto en desenvolvemento o absorbe. Ademais, por esta razón e pola súa forte unión a proteínas, o metilmercurio non se elimina facilmente. O metilmercurio ten unha vida media de eliminación no sangue humano duns 50 días, variando segundo a idade, sexo e peso corporal.
Varios estudos indican que o metilmercurio está ligado a déficits de desenvolvemento sutís en nenos expostos in utero, como a perda de puntos de coeficiente intelectual e diminución do rendemento en tests de habilidades de linguaxe, función da memoria e déficits de atención. A exposición ao metilmercurio en adultos tamén foi ligada a un aumento do risco de doenza cardiovascular incluíndo o infarto de miocardio.Choi, A.L., Weihe, P., Budtz-Jørgensen, E., Jørgensen, P.J., Salonen, J.T., Tuomainen, T.-P., Murata, K., Nielsen, H.P., Petersen, M.S., Askham, J., and Grandjean, P., 2009, Environmental Health Perspectives, v. 117, no. 3, p. 367–372. Algunhas evidencias tamén suxiren que o meilmercurio pode causar efectos autoinmunes en individuos sensibles. Hai algunhas evidencias que indican unha posible conexión entre a exposición ao mercurio posnatal e o autismo; porén, non está claro que a incorporación, en concreto, de metilmercurio estea ligada de xeito similar. Aínda que non hai dúbida de que o metilmercurio é tóxico en diversos aspectos, incluíndo a exposición do feto en desenvolvemento, aínda hai controversia en canto aos niveis de metilmercurio na dieta que poden dar lugar a efectos adversos. Probas recentes suxiren que a toxicidade no desenvolvemento e a cardiovascular do metilmercurio pode mitigarse por coexposicións aos ácidos graxos omega-3 e quizais ao selenio, que se atopan ambos no peixe e noutras fontes. Review. Erratum in: Review.
Houbo varios casos con gan número de persoas afectadas por envelenamento grave por alimentos contaminados con altos niveis de metilmercurio producidos pola vertedura de lixo industrial que resultou nunha contaminación seguida do envelenamento en masa en Minamata e Niigata, Xapón e un episodio en Iraq nas décadas de 1960 e 1970 no cal o trigo tratado con metilmercurio como conservante e futuras sementes deuse como alimento a animais e foi comido directamente por persoas (gran desastre de envelenamento de Basora). Estes episodios deron lugar a síntomas neurolóxicos como parestesias, perda de coordinación física, dificultade ao falar, perda de campo visual, perda de oído, cegueira e morte. Os nenos que foran expostos in utero pola inxestión de metilmercurio polas súas nais tamén foron afectados con diversos síntomas, como dificultades motoras, problemas sensoriais e discapacidade intelectual.